一种隧道施工方法技术

一种隧道施工方法，针对垂直下穿已有隧道情况下施工隧道，在隧道上方施工似圆拱型钢‑混凝土结构隔离两个隧道，避免两个隧道相互影响(下部隧道施工对上部产生扰动，上部隧道通车的动载荷对下部隧道施工/运行产生扰动)。通过垂直小井、前后小巷、左右小巷作为施工各类注浆钢管的空间，一方面上述施工对已有隧道不产生扰动，施工似圆拱型钢‑混凝土结构与隧道开挖互不干涉(可同步进行)，不影响隧道开挖工期；另一方面，垂直小井、前后小巷、左右小巷后期可灌注混凝土，形成似圆拱型钢‑混凝土结构的支撑结构，且将所有的注浆钢管连接为一体结构，即使个别注浆钢管产生松动对隧道整体也不产生影响。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道施工方法
本专利技术涉及隧道施工领域，具体涉及一种隧道下穿已有隧道的施工方法。
技术介绍
隧道是埋置于地层内的工程建筑物，是人类利用地下空间的一种形式。隧道可分为交通隧道、水工隧道、市政隧道、矿山隧道等。随着我国经济的快速发展，为了适应现代城市的发展，将会越来越多的出现隧道，此时，不免会出现隧道交互的情况，通常已有隧道建设深度较浅，新建的隧道深度较深，因此会出现隧道下穿已有隧道的情况，但是隧道开挖过程中不免会造成上覆地层的沉降甚至更大的扰动，从而影响上面隧道的安全以及使用寿命，因此急需一种可保证上面隧道不受下面隧道开挖扰动且可安全长久使用的隧道下穿已有隧道的施工方法。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术提供一种隧道施工方法，所述隧道垂直下穿位于其上方的已有隧道，在隧道下穿已有隧道之前，即在隧道施工至影响已有隧道时之前，包括如下施工步骤：S1.1，在隧道两侧同时也是在已有隧道两侧共施工四个垂直小井，垂直小井前后位置需保证施工时不影响已有隧道，且每个垂直小井距离隧道的距离相同、距离已有隧道的距离也相同，垂直小井的井深大于隧道的最大深度；S1.2，在垂直小井的底端施工前后小巷，前后小巷贯通位于隧道同一侧的两个垂直小井，前后小巷与隧道平行；S1.3，在垂直小井中段附近施工左右小巷，左右小巷贯通位于已有隧道同一侧的两个垂直小井，左右小巷与已有隧道平行，左右小巷最底端高于隧道顶端一定距离；S1.4，自前后小巷斜向隧道上方施工第一注浆钢管，第一注浆钢管垂直于隧道，第一注浆钢管全管段皆可注浆，第一注浆钢管的前后间距保证注浆浆液可以连通；S1.5，自左右小巷施工第二注浆钢管，第二注浆钢管平行于隧道，第二注浆钢管左右间距保证注浆浆液可以连通；第二注浆钢管径向断面构成圆弧形，左右两端的第二注浆钢管8与第一注浆钢管7顶端抵接；S1.6，通过第一注浆钢管和第二注浆钢管进行注浆，使得在隧道上方，已有隧道下方形成一个似圆拱型钢-混凝土结构；S1.7，自前后小巷向远离隧道的方向施工第三注浆钢管，第三注浆钢管上下成多行，如两行，前后成多排，前后间距与第一钢管相同，且在同一个径向剖面，自第三注浆钢管进行注浆，形成一个似圆拱型钢-混凝土结构的底座，可以将似圆拱型钢-混凝土结构所受到的力向远处转移；S1.8，第二注浆钢管两端部采用第二连接结构进行连接；第一注浆钢管位于前后小巷的一端采用第一连接结构进行连接，第三注浆钢管位于前后小巷的一端采用第三连接结构进行连接，同时通过第一连接结构与第三注浆钢管位于前后小巷的一端或者与第三连接结构进行连接；S1.9，自垂直小井内下钢筋笼且与端部的第一连接结构、第二连接结构、第三连接结构连接；自垂直小井灌注混凝土，将前后小巷、左右小巷、垂直小井灌注满；上述工序完成且结构稳定后，隧道施工至已有隧道处，进行如下施工步骤：S2.1，隧道开挖，开挖后及时施工支护注浆钢管，支护注浆钢管包括长注浆钢管与短注浆钢管，在同一径向剖面上，长注浆钢管与短注浆钢管交错布置，其中最中间的支护注浆钢管为长注浆钢管，紧挨着两侧为短注浆钢管，以此交替向两侧布置；S2.2，通过长注浆钢管与短注浆钢管进行注浆，首先进行长注浆钢管的注浆，以对隧道开挖后土石下沉在似圆拱型钢-混凝土结构紧贴土石处的下部产生的空隙进行充填，注浆自中间向两侧逐个进行以便于浆液自高处向低处扩散，提高注浆效果；然后进行短注浆钢管注浆，以将整个隧道上端的土石加固密实；S2.3，支护注浆钢管端部通过钢带连接，每个钢带连接前后两个支护注浆钢管，且径向上相邻的钢带在轴向上交错布置；在前后两排支护注浆钢管之间设置一个钢拱架，通过钢拱架支撑钢带，进而支撑支护注浆钢管；S2.4，循环步骤S2.1-S2.3，直至隧道穿越似圆拱型钢-混凝土结构。优选的，隧道可以是圆形，或者半圆拱型。优选的，垂直小井、前后小巷、左右小巷的断面在满足各类注浆钢管施工需求的前提下尽量小。优选的，前后小巷和/或左右小巷施工后可进行相应的支护，支护结构后期可以与第一注浆钢管、第二注浆钢管焊接为一体。优选的，步骤S1.4中，同一轴向位置处的第一注浆钢管可以一次施工两个第一注浆钢管，使得第一注浆钢管深部位置相交，形成一个X形，相交位置紧靠位于左右两侧的第二注浆钢管正下方，以形成对第二注浆钢管的托举作用。优选的，步骤S1.7中，还包括如下施工步骤，自前后小巷向靠近隧道的方向施工第三注浆钢管，位置与远离隧道的方向施工的第三注浆钢管一一对应，自第三注浆钢管进行注浆，使得似圆拱型钢-混凝土结构与底座形成封闭结构将隧道包围。优选的，步骤S1.8中，还包括如下施工步骤，自左右小巷斜向上施工钢管，钢管一端与第二连接结构焊接，钢管另一端部分出露到垂直小井内，以与步骤S1.9中的钢筋笼焊接在一起。优选的，步骤S2.1中，还包括如下施工步骤，自隧道底部施工第四注浆钢管，第四注浆钢管施工至第三注浆钢管形成的底座处，并通过第四注浆钢管进行注浆。优选的，步骤S2.3还可以采用如下施工，支护注浆钢管端部与隧道断面齐平，即不外漏，钢拱架的施工位置位于支护注浆钢管断面处，在钢拱架对应支护注浆钢管处焊接一个圆管，使得支护注浆钢管端部可以插入该圆管内，圆管最终深入到土石中。优选的，步骤S1中，可以先施工完各类注浆钢管后再统一进行注浆。优选的，各类注浆钢管采用多段接续方式连接而成，各类注浆钢管可通过钻头带动以钻进入设定施工位置，最后钻头同注浆钢管一同留在土石中。本专利技术的有益技术效果为：1、针对垂直下穿已有隧道情况下施工隧道，提出在隧道上方施工似圆拱型钢-混凝土结构隔离两个隧道，避免两个隧道相互影响(下部隧道施工对上部产生扰动，上部隧道通车的动载荷对下部隧道施工/运行产生扰动)，且圆拱型结构稳定性强，类型拱型桥，不怕上部产生的载荷。2、创造性的提出通过垂直小井、前后小巷、左右小巷作为施工各类注浆钢管的空间，一方面上述施工对已有隧道不产生扰动，施工似圆拱型钢-混凝土结构与隧道开挖互不干涉(可同步进行)，不影响隧道开挖工期，且可避免地形复杂不利于施工的问题；另一方面，垂直小井、前后小巷、左右小巷后期可灌注混凝土，形成似圆拱型钢-混凝土结构的支撑结构，且将所有的注浆钢管连接为一体结构(连接结构、灌注混凝土)，即使个别注浆钢管产生松动对隧道整体也不产生影响(相邻的结构产生支撑协助作用)。3、似圆拱型钢-混凝土结构施工方式是，顶部(拱部)采用水平注浆钢管(类似管幕)，两侧采用垂直注浆钢管，使得侧部的注浆钢管可以对顶部的水平注浆钢管产生支撑，与现有技术的中仅采用水平注浆钢管的管幕不同，这种支撑结构结构稳定性更高；且侧部注浆钢管可以采用X型结构；另外给似圆拱型钢-混凝土结构施工了底座，可以将受力传动到远处。4、隧道的支护注浆钢管采用长短交替布置，长注浆钢管可对深部进行注浆加固，起到悬吊作用，牢牢抓住深部土石，短注浆钢管可对隧道近部土石进行加固并与深部土石连接为一体。注浆时首本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隧道施工方法，所述隧道垂直下穿位于其上方的已有隧道，在隧道下穿已有隧道之前，即在隧道施工至影响已有隧道时之前，包括如下施工步骤：S1.1，在隧道两侧同时也是在已有隧道两侧共施工四个垂直小井，垂直小井前后位置需保证施工时不影响已有隧道，且每个垂直小井距离隧道的距离相同、距离已有隧道的距离也相同，垂直小井的井深大于隧道的最大深度；/nS1.2，在垂直小井的底端施工前后小巷，前后小巷贯通位于隧道同一侧的两个垂直小井，前后小巷与隧道平行；/nS1.3，在垂直小井中段附近施工左右小巷，左右小巷贯通位于已有隧道同一侧的两个垂直小井，左右小巷与已有隧道平行，左右小巷最底端高于隧道顶端一定距离；/nS1.4，自前后小巷斜向隧道上方施工第一注浆钢管，第一注浆钢管垂直于隧道，第一注浆钢管全管段皆可注浆，第一注浆钢管的前后间距保证注浆浆液可以连通；/nS1.5，自左右小巷施工第二注浆钢管，第二注浆钢管平行于隧道，第二注浆钢管左右间距保证注浆浆液可以连通；第二注浆钢管径向断面构成圆弧形，左右两端的第二注浆钢管8与第一注浆钢管7顶端抵接；/nS1.6，通过第一注浆钢管和第二注浆钢管进行注浆，使得在隧道上方，已有隧道下方形成一个似圆拱型钢-混凝土结构；/nS1.7，自前后小巷向远离隧道的方向施工第三注浆钢管，第三注浆钢管上下成多行，如两行，前后成多排，前后间距与第一钢管相同，且在同一个径向剖面，自第三注浆钢管进行注浆，形成一个似圆拱型钢-混凝土结构的底座，可以将似圆拱型钢-混凝土结构所受到的力向远处转移；/nS1.8，第二注浆钢管两端部采用第二连接结构进行连接；第一注浆钢管位于前后小巷的一端采用第一连接结构进行连接，第三注浆钢管位于前后小巷的一端采用第三连接结构进行连接，同时通过第一连接结构与第三注浆钢管位于前后小巷的一端或者与第三连接结构进行连接；/nS1.9，自垂直小井内下钢筋笼且与端部的第一连接结构、第二连接结构、第三连接结构连接；自垂直小井灌注混凝土，将前后小巷、左右小巷、垂直小井灌注满；/n上述工序完成且结构稳定后，隧道施工至已有隧道处，进行如下施工步骤：S2.1，隧道开挖，开挖后及时施工支护注浆钢管，支护注浆钢管包括长注浆钢管与短注浆钢管，在同一径向剖面上，长注浆钢管与短注浆钢管交错布置，其中最中间的支护注浆钢管为长注浆钢管，紧挨着两侧为短注浆钢管，以此交替向两侧布置；/nS2.2，通过长注浆钢管与短注浆钢管进行注浆，首先进行长注浆钢管的注浆，以对隧道开挖后土石下沉在似圆拱型钢-混凝土结构紧贴土石处的下部产生的空隙进行充填，注浆自中间向两侧逐个进行以便于浆液自高处向低处扩散，提高注浆效果；然后进行短注浆钢管注浆，以将整个隧道上端的土石加固密实；/nS2.3，支护注浆钢管端部通过钢带连接，每个钢带连接前后两个支护注浆钢管，且径向上相邻的钢带在轴向上交错布置；在前后两排支护注浆钢管之间设置一个钢拱架，通过钢拱架支撑钢带，进而支撑支护注浆钢管；/nS2.4，循环步骤S2.1-S2.3，直至隧道穿越似圆拱型钢-混凝土结构。/n...

【技术特征摘要】
1.一种隧道施工方法，所述隧道垂直下穿位于其上方的已有隧道，在隧道下穿已有隧道之前，即在隧道施工至影响已有隧道时之前，包括如下施工步骤：S1.1，在隧道两侧同时也是在已有隧道两侧共施工四个垂直小井，垂直小井前后位置需保证施工时不影响已有隧道，且每个垂直小井距离隧道的距离相同、距离已有隧道的距离也相同，垂直小井的井深大于隧道的最大深度；
S1.2，在垂直小井的底端施工前后小巷，前后小巷贯通位于隧道同一侧的两个垂直小井，前后小巷与隧道平行；
S1.3，在垂直小井中段附近施工左右小巷，左右小巷贯通位于已有隧道同一侧的两个垂直小井，左右小巷与已有隧道平行，左右小巷最底端高于隧道顶端一定距离；
S1.4，自前后小巷斜向隧道上方施工第一注浆钢管，第一注浆钢管垂直于隧道，第一注浆钢管全管段皆可注浆，第一注浆钢管的前后间距保证注浆浆液可以连通；
S1.5，自左右小巷施工第二注浆钢管，第二注浆钢管平行于隧道，第二注浆钢管左右间距保证注浆浆液可以连通；第二注浆钢管径向断面构成圆弧形，左右两端的第二注浆钢管8与第一注浆钢管7顶端抵接；
S1.6，通过第一注浆钢管和第二注浆钢管进行注浆，使得在隧道上方，已有隧道下方形成一个似圆拱型钢-混凝土结构；
S1.7，自前后小巷向远离隧道的方向施工第三注浆钢管，第三注浆钢管上下成多行，如两行，前后成多排，前后间距与第一钢管相同，且在同一个径向剖面，自第三注浆钢管进行注浆，形成一个似圆拱型钢-混凝土结构的底座，可以将似圆拱型钢-混凝土结构所受到的力向远处转移；
S1.8，第二注浆钢管两端部采用第二连接结构进行连接；第一注浆钢管位于前后小巷的一端采用第一连接结构进行连接，第三注浆钢管位于前后小巷的一端采用第三连接结构进行连接，同时通过第一连接结构与第三注浆钢管位于前后小巷的一端或者与第三连接结构进行连接；
S1.9，自垂直小井内下钢筋笼且与端部的第一连接结构、第二连接结构、第三连接结构连接；自垂直小井灌注混凝土，将前后小巷、左右小巷、垂直小井灌注满；
上述工序完成且结构稳定后，隧道施工至已有隧道处，进行如下施工步骤：S2.1，隧道开挖，开挖后及时施工支护注浆钢管，支护注浆钢管包括长注浆钢管与短注浆钢管，在同一径向剖面上，长注浆钢管与短注浆钢管交错布置，其中最中间的支护注浆钢管为长注浆钢管，紧挨着两侧为短注浆钢管，以此交替向两侧布置；
S2.2，通过长注浆钢管与短注浆钢管进行注浆，首先进行长注浆钢管的注浆，以对隧道开挖后土石下沉在似圆拱型钢-混凝土结...

【专利技术属性】
技术研发人员：张刚，
申请(专利权)人：天津爱纷销科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12